(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池に用いる角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨する研磨装置であって、
床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、
前記基台の長手方向一側に設けられ、前記基台の短手方向に移動して前記角柱状シリコンインゴットを前記基台に供給するワーク供給テーブルと、
前記基台の長手方向他側かつ前記基台の短手方向外側に設けられ、前記角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨するワーク研磨機構と、
前記基台の長手方向他側に設けられ、前記ワーク研磨機構の研磨動作により生じた研磨ゴミを受止する研磨ゴミ受けと、
前記基台の上方に当該基台から所定の間隔をもって設けられ、前記基台に固定されるワーク懸垂梁と、
前記ワーク懸垂梁に取り付けられ、前記基台の長手方向に延在するレールと、
前記レールに懸垂状態で移動自在に設けられる本体部、および前記本体部の前記基台側とは反対側に設けられ、前記本体部を前記レールに沿わせて移動させる移動用駆動源を有し、前記角柱状シリコンインゴットを前記ワーク供給テーブルと前記ワーク研磨機構との間で移動させるワーク移動機構と、
前記本体部の前記基台側に設けられ、前記角柱状シリコンインゴットを長手方向両側から挟持する一対のチャックとを備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置において、前記本体部の前記基台側に、前記一対のチャックのうちの少なくともいずれか一方を回転させるチャック用駆動源が設けられることを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
請求項２記載の研磨装置において、前記本体部の前記基台側に、前記一対のチャックのうちの少なくともいずれか一方を、前記角柱状シリコンインゴットに向けて移動させる挟持用駆動源が設けられることを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記移動用駆動源は、前記レールに近接して設けられるネジ軸にネジ結合するナットを回転駆動して前記ワーク移動機構を移動させることを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記研磨ゴミ受けは、当該研磨ゴミ受けに溜まった前記研磨ゴミを外部に排出する排出口と、前記研磨ゴミを前記排出口に向けて誘導する傾斜部とを備えることを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に用いる角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールは、略正方形に形成された複数枚の太陽電池用シリコンウェハ（以下、単にウェハと言う）を備えている。太陽電池モジュールは、複数枚のウェハを互いに接近させて複数段／複数列で並べることにより形成されている。そして、太陽電池モジュールの発電効率をより高めるためには、ウェハの高品質化が必須の条件であり、例えばウェハの成形精度を向上させることでより多くのウェハをより接近させて並べることが可能となる。これにより、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率を向上させることができる。
【０００３】
ウェハの成形精度を向上させる技術としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１には、円柱状の単結晶シリコンインゴットを角柱状に切削したものや、鋳造成形により形成した多結晶シリコンインゴットを角柱状に切り出したものを加工対象とし、各シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨して、微小な凹凸を平滑化する技術が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載されたシリコンブロックの研削研磨機（研磨装置）は、床面に固定された基台を備え、この基台上には、ワークとしてのシリコンブロック（シリコンインゴット）を保持するワーク保持装置と、ワーク保持装置にシリコンブロックを供給するワーク供給装置とが設けられている。また、基台上には、シリコンブロックの側面および角部を研削／研磨する研削／研磨装置が移動自在に設けられ、この研削／研磨装置を、ワーク保持装置に保持されたシリコンブロックに対して移動させて、シリコンブロックの側面および角部を研削／研磨するようになっている。ここで、シリコンブロックの研磨部位（側面および角部）の切り替えは、ワーク保持装置の旋回用モータを４５°単位で回転駆動することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３３７９４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された研磨装置によれば、研磨装置の基台上にワーク供給装置およびワーク保持装置を設け、これらのワーク供給装置およびワーク保持装置の側方から研削／研磨装置を接近移動するようにしている。したがって、研削／研磨装置の駆動により生じる研磨粉や研磨液等（研磨ゴミ）が、ワーク供給装置およびワーク保持装置に飛散し易く、ワーク供給装置およびワーク保持装置を頻繁にメンテナンス（清掃点検等）する必要があった。また、メンテナンスの対象となるワーク供給装置およびワーク保持装置は、床面に近い基台上に設けられるため、駆動系（駆動モータ等）を防水するためのカバーが必要となって装置の大型化を招くばかりか、メンテナンス作業者はしゃがむ等してメンテナンスする必要があった。
【０００７】
本発明の目的は、研磨装置のメンテナンス周期を延ばすことができるとともに、装置を大型化すること無くメンテナンス作業者への負担を軽減することが可能な研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の研磨装置は、太陽電池に用いる角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨する研磨装置であって、床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、前記基台の長手方向一側に設けられ、前記基台の短手方向に移動して前記角柱状シリコンインゴットを前記基台に供給するワーク供給テーブルと、前記基台の長手方向他側かつ前記基台の短手方向外側に設けられ、前記角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨するワーク研磨機構と、前記基台の長手方向他側に設けられ、前記ワーク研磨機構の研磨動作により生じた研磨ゴミを受止する研磨ゴミ受けと、前記基台の上方に当該基台から所定の間隔をもって設けられ、前記基台に固定されるワーク懸垂梁と、前記ワーク懸垂梁に取り付けられ、前記基台の長手方向に延在するレールと、前記レールに懸垂状態で移動自在に設けられる本体部、および前記本体部の前記基台側とは反対側に設けられ、前記本体部を前記レールに沿わせて移動させる移動用駆動源を有し、前記角柱状シリコンインゴットを前記ワーク供給テーブルと前記ワーク研磨機構との間で移動させるワーク移動機構と、前記本体部の前記基台側に設けられ、前記角柱状シリコンインゴットを長手方向両側から挟持する一対のチャックとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の研磨装置は、前記本体部の前記基台側に、前記一対のチャックのうちの少なくともいずれか一方を回転させるチャック用駆動源が設けられることを特徴とする。
【００１０】
本発明の研磨装置は、前記本体部の前記基台側に、前記一対のチャックのうちの少なくともいずれか一方を、前記角柱状シリコンインゴットに向けて移動させる挟持用駆動源が設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明の研磨装置は、前記移動用駆動源は、前記レールに近接して設けられるネジ軸にネジ結合するナットを回転駆動して前記ワーク移動機構を移動させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の研磨装置は、前記研磨ゴミ受けは、当該研磨ゴミ受けに溜まった前記研磨ゴミを外部に排出する排出口と、前記研磨ゴミを前記排出口に向けて誘導する傾斜部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の研磨装置によれば、基台の長手方向一側にワーク供給テーブルを設け、基台の長手方向他側かつ基台の短手方向外側にワーク研磨機構を設け、基台の長手方向他側に研磨ゴミ受けを設け、基台の上方に当該基台から所定の間隔をもってワーク懸垂梁とレールとを設け、レールに移動自在に角柱状シリコンインゴットを懸垂支持して角柱状シリコンインゴットをワーク供給テーブルとワーク研磨機構との間で移動させるワーク移動機構を設ける。これにより、ワーク研磨機構からワーク供給テーブルおよびワーク移動機構を遠ざけて、ワーク研磨機構の研磨動作により生じる研磨ゴミを、ワーク供給テーブルおよびワーク移動機構に飛散し難くすることができる。よって、ワーク供給テーブルおよびワーク移動機構のメンテナンス周期を延ばすことができる。また、ワーク移動機構は基台の上方で移動するので、駆動系を防水するためのカバーが不要となって装置の大型化を回避できる。さらに、メンテナンス作業者はワーク移動機構をしゃがまずにメンテナンスすることができ、メンテナンス作業者への負担を軽減することができる。また、ワーク移動機構側を移動するようにしたので、ワーク研磨機構側に設けた研磨ゴミ受けに研磨ゴミを集約させることができる。よって、溜まった研磨ゴミの廃棄を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の研磨装置によれば、ワーク移動機構は、角柱状シリコンインゴットを長手方向両側から挟持する一対のチャックと、各チャックのうちの少なくともいずれか一方を回転させるチャック用駆動源とを備えるので、角柱状シリコンインゴットの研磨部位を、ワーク研磨機構に対して精度良く位置決めすることができる。
【００１５】
本発明の研磨装置によれば、ワーク移動機構は、各チャックのうちの少なくともいずれか一方を、角柱状シリコンインゴットに向けて移動させる挟持用駆動源を備えるので、角柱状シリコンインゴットを強固に保持でき、角柱状シリコンインゴットの位置ズレを確実に防止して、研磨精度（ウェハの成形精度）をより向上させることができる。
【００１６】
本発明の研磨装置によれば、ワーク移動機構は、レールに近接して設けられるネジ軸にネジ結合するナットと、ナットを回転駆動してワーク移動機構を移動させる移動用駆動源とを備えるので、ワーク移動機構を精度良く移動させることができ、研磨精度をより向上させることができる。
【００１７】
本発明の研磨装置によれば、研磨ゴミ受けは、研磨ゴミ受けに溜まった研磨ゴミを外部に排出する排出口と、研磨ゴミを排出口に向けて誘導する傾斜部とを備えるので、研磨ゴミを傾斜部により排出口に集約させ、排出口から纏めて外部に排出することができ、研磨ゴミを容易に廃棄処分することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は単結晶シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図、（ｂ）は多結晶シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図である。
【図２】本発明に係る研磨装置を横方向から見た側面図である。
【図３】図２の研磨装置を上方から見た平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。
【図６】ワーク移動機構の詳細構造を説明する説明図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う部分断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、ワーク研磨機構による研磨加工を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る研磨装置の説明に先立ち、加工対象となる太陽電池用シリコンインゴット（ワーク）の加工手順について、図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は単結晶シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図、（ｂ）は多結晶シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図を表している。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、単結晶シリコンインゴットは、シリコン原料を坩堝の中で溶かし、回転させながら徐々に引き上げることで、１つの大きな結晶からなる略円柱形状に形成されている。一方、図１（ｂ）に示すように、多結晶シリコンインゴットは、例えばシリコン原料を鋳造成形することにより、多数の小さな結晶からなる略直方体形状に形成されている。
【００２１】
単結晶シリコンインゴットおよび多結晶シリコンインゴットは、それぞれ角柱加工（切断）を経て断面が略正方形の角柱状に形成され、さらに対向する側面および角部を研磨加工することで形状が整えられる。その後、研磨加工を経た角柱状シリコンインゴットは、ワイヤソーを用いてスライス加工され、厚さ１ｍｍ程度の複数枚のウェハとなる。
【００２２】
本発明に係る研磨装置は、角柱状シリコンインゴットの対向する側面および角部を研磨して形状を整えるための研磨加工に用いられ、以下、その詳細について図面を用いて説明する。
【００２３】
図２は本発明に係る研磨装置を横方向から見た側面図を、図３は図２の研磨装置を上方から見た平面図を、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う部分断面図を、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図を、図６はワーク移動機構の詳細構造を説明する説明図を、図７は図６のＣ−Ｃ線に沿う部分断面図を、図８（ａ），（ｂ）はワーク研磨機構による研磨加工を説明する説明図をそれぞれ表している。
【００２４】
図２および図３に示すように、研磨装置１０は、工場等の敷地内における床面ＦＬに設置される基台１１を備え、基台１１は、上方から見ると床面ＦＬの水平方向に延在するよう略長方形形状に形成されている。基台１１には、複数の調節脚１２が設けられ、床面ＦＬに凹凸がある場合に各調節脚１２の長さをそれぞれ調節することで、基台１１を床面ＦＬにがたつくことなく設置できるようにしている。
【００２５】
基台１１には、複数の支柱１３の一端側（図２中下側）が固定され、各支柱１３の他端側（図２中上側）は、床面ＦＬ側とは反対側、つまり基台１１の上方に延びている。各支柱１３の他端側には、床面ＦＬの水平方向に延在する一対のワーク懸垂梁１４が設けられ、各ワーク懸垂梁１４は、基台１１の長手方向に沿って平行に設けられ、かつ基台１１の上方に基台１１から所定の間隔をもって設けられている。各ワーク懸垂梁１４は、各支柱１３を介して基台１１に固定され、各ワーク懸垂梁１４のさらに上方には、複数のサブ支柱１５を介して制御基板やハーネス等（図示せず）を収納する制御ボックス１６が設けられている。
【００２６】
基台１１は、その長手方向に沿って、ワーク搬入領域とワーク加工領域とに分けられ、ワーク搬入領域側からワーク加工領域側（図中左側から図中右側）に向けて、基台１１の床面ＦＬからの高さ寸法が徐々に低くなるよう傾斜している。基台１１の床面ＦＬと近接する部位（図中右側）には、ワーク研磨機構３０の研磨動作により生じた研磨粉や研磨液等の研磨ゴミ（図示せず）を、研磨装置１０の外部に排出するための研磨ゴミ排出孔１１ａが設けられている。
【００２７】
基台１１の長手方向他側、つまり基台１１のワーク加工領域側には、基台１１の長手方向に沿って基台１１を覆うよう皿状の研磨ゴミ受け１７が設けられている。研磨ゴミ受け１７は、基台１１と各ワーク懸垂梁１４との間に設けられ、複数の支柱１３に固定されている。研磨ゴミ受け１７は、基台１１の傾斜に倣って傾斜しており、研磨ゴミ受け１７の床面ＦＬと近接する部位（図中右側）には、図３に示すように排出口１７ａと傾斜部１７ｂとが設けられている。
【００２８】
排出口１７ａは中空パイプ状となっており、その先端側は基台１１の研磨ゴミ排出孔１１ａに臨んでいる。排出口１７ａは、研磨ゴミ受け１７に溜まった研磨ゴミを研磨装置１０の外部に排出するもので、傾斜部１７ｂは、研磨ゴミ受け１７に溜まった研磨ゴミを排出口１７ａに向けて誘導するものである。これにより、ワーク研磨機構３０の研磨動作により生じた研磨ゴミは、その殆どが研磨ゴミ受け１７に受け止められて傾斜部１７ｂおよび排出口１７ａを介して、研磨装置１０の外部に排出される。なお、ワーク研磨機構３０の動作状態によっては、研磨ゴミが研磨ゴミ受け１７以外の部分に飛散する場合があるが、この場合には、研磨ゴミは基台１１上に落ちて、その後、研磨ゴミ排出孔１１ａから研磨装置１０の外部に排出されるようになっている。
【００２９】
研磨装置１０は、その全体が筐体１８（図２中二点鎖線）によって覆われており、これによりワーク研磨機構３０の研磨動作によって生じた研磨ゴミが、研磨装置１０の外部に飛散しないようにしている。また、筐体１８のワーク加工領域に対応する部位等には、ワーク研磨機構３０の動作状態を外部から目視可能とするために確認窓（図示せず）が設けられ、これにより作業者は研磨装置１０の汚れ具合（メンテナンス時期）等を確認することができる。
【００３０】
基台１１の長手方向一側（図中左側）には、ワーク供給テーブル２０が設けられている。ワーク供給テーブル２０は、基台１１のワーク搬入領域に設けられ、ワークとしての角柱状シリコンインゴットＷＫ（単結晶または多結晶）を、基台１１に供給するようになっている。ワーク供給テーブル２０は、図３および図４に示すように、基台１１の短手方向に移動可能なテーブル２１と、角柱状シリコンインゴットＷＫを掴むワーククランプ２２とを備えている。
【００３１】
テーブル２１は、基台１１の短手方向に延び、かつ基台１１に固定されたスライドレール２３に摺動自在に設けられている。スライドレール２３の一端側（図４中右側）は筐体１８外に設けられ、スライドレール２３の他端側（図４中左側）は筐体１８内に設けられている。これにより、図示しない駆動機構、例えばボールネジ機構等によりテーブル２１を移動させることで、筐体１８外でテーブル２１にセットした角柱状シリコンインゴットＷＫを、筐体１８内のワーク移動機構４０に供給することができる。
【００３２】
ワーククランプ２２は、テーブル２１上に設けられ、図示しないアクチュエータを駆動することにより、角柱状シリコンインゴットＷＫをその短手方向から挟持するようになっている。ワーククランプ２２には、図４に示すように、角柱状シリコンインゴットＷＫを挟持する機能に加え、角柱状シリコンインゴットＷＫの中心軸Ｃおよび幅寸法Ｗを割り出す第１割り出し機構２２ａを備え、角柱状シリコンインゴットＷＫの中心軸Ｃおよび幅寸法Ｗを割り出すことにより、後に行われるワーク移動機構４０による角柱状シリコンインゴットＷＫの回転制御（研磨部位の切り替え制御）を精度良く行えるようにしている。
【００３３】
ここで、図４に示す符号２４は、基台１１の短手方向に沿うワーク供給テーブル２０とワーク移動機構４０との間に設けられ、角柱状シリコンインゴットＷＫの長さ寸法Ｌ（図３参照）を割り出す第２割り出し機構を示している。第２割り出し機構２４は、角柱状シリコンインゴットＷＫの長さ寸法Ｌを割り出して、ワーク移動機構４０の制御量、つまり角柱状シリコンインゴットＷＫの移動量等を決定するために用いられる。これにより、長さ寸法の異なる角柱状シリコンインゴットＷＫに対応して、効率良く研磨加工できるようになっている。
【００３４】
図３に示すように、基台１１のワーク供給テーブル２０よりも長手方向他側（図中右側）には、基台１１の短手方向外側に対向して突出するよう一対の研磨機構基台１１ｂが一体に設けられ、各研磨機構基台１１ｂ上にはワーク研磨機構３０が設置されている。つまり、基台１１の長手方向一側にワーク供給テーブル２０が設けられ、基台１１の長手方向他側かつ基台１１の短手方向外側にワーク研磨機構３０が設けられている。
【００３５】
ワーク研磨機構３０は、図２に示すように、基台１１のワーク加工領域に設けられ、角柱状シリコンインゴットＷＫの対向する側面および角部（図８参照）を、筐体１８内で研磨加工するようになっている。ワーク研磨機構３０は、図３に示すように、基台１１の長手方向一側に設置される一対の粗研磨ユニット３１と、基台１１の長手方向他側に設置される一対の仕上げ研磨ユニット３２とを備えており、各研磨ユニット３１，３２は、基台１１を短手方向から挟むようにして対向配置されている。
【００３６】
粗研磨ユニット３１は、基台１１側で回転する円盤状の粗砥石３１ａと、粗砥石３１ａを所定の回転数で回転駆動する駆動モータ３１ｂとを備えている。粗研磨ユニット３１は、図５に示すように、研磨機構基台１１ｂに対して移動テーブル３３を介して設けられ、粗研磨ユニット３１は、移動テーブル３３の動作により角柱状シリコンインゴットＷＫに対して近接または離間するようになっている。これにより、回転する粗砥石３１ａの角柱状シリコンインゴットＷＫに対する位置を微調整できるようになっている。
【００３７】
仕上げ研磨ユニット３２は、基台１１側で回転する円盤状の仕上げ砥石３２ａと、仕上げ砥石３２ａを所定の回転数で回転駆動する駆動モータ３２ｂとを備えている。仕上げ研磨ユニット３２は、粗研磨ユニット３１と同様に、移動テーブル３３を介して研磨機構基台１１ｂに設けられ、回転する仕上げ砥石３２ａの角柱状シリコンインゴットＷＫに対する位置を微調整できるようになっている。なお、図５においては、ワーク移動機構４０とワーク研磨機構３０との位置関係を明確にするために、図４と同様にワーク移動機構４０を示している。
【００３８】
対向する各粗砥石３１ａおよび各仕上げ砥石３２ａの間には、角柱状シリコンインゴットＷＫが通過するワーク通過間隙ＳＰが形成され、各研磨ユニット３１，３２は、ワーク通過間隙ＳＰを通過する角柱状シリコンインゴットＷＫに対して研磨加工を行うようになっている。ワーク通過間隙ＳＰの下方には、研磨ゴミ受け１７の床面ＦＬから離間した側が対向しており、これにより各研磨ユニット３１，３２の研磨動作により生じた研磨ゴミの殆どを、研磨ゴミ受け１７に落とせるようにしている。
【００３９】
図２に示すように、各ワーク懸垂梁１４には、基台１１の長手方向に延在するレール４１がそれぞれ取り付けられており、各レール４１には、ワーク移動機構４０が移動自在に設けられている。ワーク移動機構４０は、角柱状シリコンインゴットＷＫを懸垂支持し、ワーク供給テーブル２０とワーク研磨機構３０との間、つまりワーク搬入領域とワーク加工領域との間で角柱状シリコンインゴットＷＫを移動させるようになっている。
【００４０】
ワーク移動機構４０は、図６および図７に示すように、各レール４１に懸垂状態で支持される本体部４２と、角柱状シリコンインゴットＷＫを挟持するチャック部４３とを備えている。本体部４２には、基台１１の短手方向両側に突出する一対のフランジ部４２ａが一体に設けられ、各フランジ部４２ａには、各レール４１に摺動自在に設けられる複数のガイド４４が固定されている。各ガイド４４は、本体部４２の長手方向に沿って略等間隔で設けられ、これにより本体部４２を各レール４１に沿ってがたつくこと無くスムーズに移動させることができる。
【００４１】
本体部４２の基台１１側とは反対側（図中上側）には、ワーク移動機構４０を各レール４１に沿わせて移動させるための移動用モータ（移動用駆動源）４５が設けられている。移動用モータ４５は、図７に示すようにモータケース４５ａを備え、モータケース４５ａ内には、供給される駆動電流の大きさにより所定の回転数／回転方向で回転するモータ軸４５ｂと、モータ軸４５ｂにより回転駆動されるナット４５ｃとが回転自在に設けられている。モータ軸４５ｂとナット４５ｃとの間には、タイミングベルトや金属チェーン等よりなる動力伝達部材４５ｄ（詳細図示せず）が掛け渡されており、動力伝達部材４５ｄを介してモータ軸４５ｂの回転力がナット４５ｃに伝達される。
【００４２】
ここで、各ワーク懸垂梁１４のうちの一方のワーク懸垂梁１４には、基台１１の長手方向に沿って延在し、一方のレール４１に近接するネジ軸４５ｅ（図２参照）が固定され、ナット４５ｃはこのネジ軸４５ｅにネジ結合されている。これにより、移動用モータ４５に駆動電流を供給することで、モータ軸４５ｂおよび動力伝達部材４５ｄを介してナット４５ｃが回転駆動され、ワーク移動機構４０は各レール４１に沿って基台１１の長手方向に移動する。
【００４３】
図６に示すように、本体部４２の基台１１側（図中下側）には、角柱状シリコンインゴットＷＫを、その長手方向両側から挟持するチャック部４３が設けられ、チャック部４３は、固定側チャック機構４６と移動側チャック機構４７とを備えている。
【００４４】
固定側チャック機構４６は、本体部４２の基台１１側に一体に設けられた固定側チャック本体４６ａと、固定側チャック本体４６ａ内に設けられた固定側チャック用モータ（チャック用駆動源）４６ｂと、角柱状シリコンインゴットＷＫの長手方向一側を支持する固定側チャック（チャック）４６ｃとを有している。
【００４５】
移動側チャック機構４７は、本体部４２の基台１１側で本体部４２の長手方向に沿って移動自在に設けられた移動側チャック本体４７ａと、移動側チャック本体４７ａ内に設けられ、固定側チャック用モータ４６ｂと同期回転する移動側チャック用モータ（チャック用駆動源）４７ｂと、角柱状シリコンインゴットＷＫの長手方向他側を支持する移動側チャック（チャック）４７ｃと、本体部４２と移動側チャック本体４７ａとの間に設けられたスライダ機構４８とを有している。
【００４６】
スライダ機構４８は、図７に示すように、本体部４２の基台１１側に固定され、本体部４２の長手方向に沿って平行に設けられた一対のチャック用レール４８ａと、各チャック用レール４８ａに移動自在に設けられ、移動側チャック本体４７ａに固定された一対のチャック用ガイド４８ｂと、各チャック用レール４８ａ間に設けられ、移動側チャック本体４７ａを各チャック用レール４８ａに沿って移動させるためのボールネジ機構４９とを有している。ここで、各チャック用ガイド４８ｂは、移動側チャック本体４７ａの長手方向に沿う両端側に設けられ、これにより移動側チャック本体４７ａを各チャック用レール４８ａに沿ってがたつくこと無くスムーズに移動させることができる。
【００４７】
ボールネジ機構４９は、図６および図７に示すように、本体部４２に一体に設けられて移動側チャック本体４７ａ（移動側チャック４７ｃ）を、角柱状シリコンインゴットＷＫに向けて移動させる挟持用モータ（挟持用駆動源）４９ａと、挟持用モータ４９ａの回転駆動により回転するチャック用ネジ軸４９ｂと、移動側チャック本体４７ａに固定され、チャック用ネジ軸４９ｂにネジ結合するチャック用ナット４９ｃとを備えている。これにより、挟持用モータ４９ａに駆動電流を供給することでチャック用ネジ軸４９ｂが回転駆動され、移動側チャック本体４７ａが本体部４２の長手方向に沿って移動し、角柱状シリコンインゴットＷＫを固定側チャック４６ｃおよび移動側チャック４７ｃにより挟持できる。
【００４８】
次に、以上のように形成した研磨装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４９】
［ワークセット工程］
まず、図３に示すようにワーク供給テーブル２０が初期状態にあり、テーブル２１が筐体１８外にある状態のもとで、作業者またはワーク供給装置（図示せず）により、角柱状シリコンインゴットＷＫをテーブル２１上にセットする。次いで、研磨装置１０のコントロールパネル（図示せず）を操作して研磨装置１０を作動させる。すると、ワーク供給テーブル２０のワーククランプ２２が角柱状シリコンインゴットＷＫを挟持するとともに、第１割り出し機構２２ａにより角柱状シリコンインゴットＷＫの中心軸Ｃおよび幅寸法Ｗが割り出される。
【００５０】
その後、矢印Ｍ１方向にテーブル２１が移動し、第２割り出し機構２４（図４参照）により角柱状シリコンインゴットＷＫの長さ寸法Ｌが割り出される。その後さらに、矢印Ｍ１方向にテーブル２１が移動して、角柱状シリコンインゴットＷＫが筐体１８内に搬入され、ワーク移動機構４０に角柱状シリコンインゴットＷＫが供給される。
【００５１】
角柱状シリコンインゴットＷＫがワーク移動機構４０に供給されると、ワーク移動機構４０の挟持用モータ４９ａが回転駆動される。すると、移動側チャック本体４７ａ（移動側チャック４７ｃ）が、角柱状シリコンインゴットＷＫに向けて移動（図６中矢印Ｍ２参照）し、固定側チャック４６ｃおよび移動側チャック４７ｃにより角柱状シリコンインゴットＷＫが長手方向両側から挟持される。ここで、各チャック４６ｃ，４７ｃによる挟持力（押圧力）は、例えば、挟持用モータ４９ａの駆動抵抗の増加を、当該挟持用モータ４９ａの電流値を監視すること等によって設定される。このようにして、角柱状シリコンインゴットＷＫのワーク移動機構４０へのセットが完了する。
【００５２】
その後、各チャック機構４６，４７の各チャック用モータ４６ｂ，４７ｂが矢印Ｒ１方向に同期回転し、これによりワーク研磨機構３０の各砥石３１ａ，３２ａに対して、角柱状シリコンインゴットＷＫの対向する側面または角部を対向可能とする。次いで、ワーク移動機構４０の移動用モータ４５が回転駆動されて、ワーク移動機構４０（角柱状シリコンインゴットＷＫ）が、矢印Ｍ３に示すようにワーク研磨機構３０に向けて移動する。
【００５３】
［研磨加工工程］
角柱状シリコンインゴットＷＫがセットされたワーク移動機構４０は、各レール４１上を滑るように移動して、ワーク搬入領域からワーク加工領域（図２参照）に移動する。その後、角柱状シリコンインゴットＷＫがワーク通過間隙ＳＰ内に入り、角柱状シリコンインゴットＷＫの移動方向先端側が各粗研磨ユニット３１に対向したところでワーク移動機構４０は一旦停止する。ここで、ワーク移動機構４０の移動制御（位置制御）は、移動用モータ４５に設けられた磁気式回転センサ等（図示せず）の検出信号に基づいて行われる。
【００５４】
次いで、各粗研磨ユニット３１の各駆動モータ３１ｂが、所定の回転数で回転駆動され、これに伴い各粗砥石３１ａが矢印Ｒ２方向に回転駆動される。その後、矢印Ｍ４方向に移動テーブル３３（図５参照）が移動して、各粗研磨ユニット３１の角柱状シリコンインゴットＷＫに対する位置が微調整されて、角柱状シリコンインゴットＷＫの各側面に各粗砥石３１ａが接触する。これにより、図８（ａ）に示すように角柱状シリコンインゴットＷＫの各側面が研磨加工される。ここで、各粗研磨ユニット３１による研磨加工とともにワーク移動機構４０がゆっくりと移動し、これにより角柱状シリコンインゴットＷＫの長手方向に沿う各側面の全域が研磨加工されていく。また、ワーク移動機構４０は、複数回往復移動（例えば２回往復移動）して研磨加工するようになっている。
【００５５】
その後、角柱状シリコンインゴットＷＫの長手方向に沿う各側面の全域の研磨加工を終えると、再び移動テーブル３３が移動し、各粗研磨ユニット３１の角柱状シリコンインゴットＷＫに対する位置が微調整されて、角柱状シリコンインゴットＷＫの各側面から各粗砥石３１ａが離間する。次いで、各チャック用モータ４６ｂ，４７ｂが矢印Ｒ１方向に同期回転（４５°回転）し、これにより各砥石３１ａ，３２ａに対して、角柱状シリコンインゴットＷＫの対向する角部を対向可能とする。その後、再び移動テーブル３３が移動して、図８（ｂ）に示すように角柱状シリコンインゴットＷＫの各角部が、各側面の研磨加工と同様に研磨加工されていく。
【００５６】
ここで、ワーク研磨機構３０の研磨動作に伴い生じた研磨ゴミ（研磨粉，研磨液等）は研磨ゴミ受け１７に落ちて、図３中破線矢印ＷＦに示すように、研磨ゴミ受け１７の排出口１７ａから研磨装置１０の外部に排出される。このようにして角柱状シリコンインゴットＷＫの粗研磨（研磨加工）が完了する。
【００５７】
角柱状シリコンインゴットＷＫの対向する側面および角部の粗研磨が終わった後は、各仕上げ研磨ユニット３２の各駆動モータ３２ｂが所定の回転数で回転駆動され、各仕上げ砥石３２ａが矢印Ｒ３方向に回転し、矢印Ｍ５方向に移動テーブル３３が移動して各仕上げ研磨ユニット３２の角柱状シリコンインゴットＷＫに対する位置が微調整され、角柱状シリコンインゴットＷＫの各側面に各仕上げ砥石３２ａが接触する。このように各仕上げ研磨ユニット３２は各粗研磨ユニット３１と同じ動作（図８参照）を行い、角柱状シリコンインゴットＷＫの仕上げ研磨（研磨加工）が完了する。
【００５８】
なお、研磨加工（粗研磨／仕上げ研磨）を終えた角柱状シリコンインゴットＷＫは、上述とは逆の手順を辿って研磨装置１０外に搬出される。つまり、仕上げられた角柱状シリコンインゴットＷＫは、ワーク移動機構４０の移動によりワーク加工領域からワーク搬入領域に移動し、その後、ワーク供給テーブル２０を介して研磨装置１０外に搬出される。
【００５９】
以上詳述したように、本実施の形態に係る研磨装置１０によれば、基台１１の長手方向一側にワーク供給テーブル２０を設け、基台１１の長手方向他側かつ基台１１の短手方向外側にワーク研磨機構３０を設け、基台１１の長手方向他側に研磨ゴミ受け１７を設け、基台１１の上方に当該基台１１から所定の間隔をもってワーク懸垂梁１４とレール４１とを設け、レール４１に移動自在に角柱状シリコンインゴットＷＫを懸垂支持して角柱状シリコンインゴットＷＫをワーク供給テーブル２０とワーク研磨機構３０との間で移動させるワーク移動機構４０を設けた。
【００６０】
これにより、ワーク研磨機構３０からワーク供給テーブル２０およびワーク移動機構４０を遠ざけて、ワーク研磨機構３０の研磨動作により生じる研磨ゴミを、ワーク供給テーブル２０およびワーク移動機構４０に飛散し難くすることができる。よって、ワーク供給テーブル２０およびワーク移動機構４０のメンテナンス周期を延ばすことができる。また、ワーク移動機構４０は基台１１の上方で移動するので、駆動系を防水するためのカバーが不要となって装置の大型化を回避できる。さらに、メンテナンス作業者はワーク移動機構４０をしゃがまずにメンテナンスすることができ、メンテナンス作業者への負担を軽減することができる。また、ワーク移動機構４０側を移動するようにしたので、ワーク研磨機構３０側に設けた研磨ゴミ受け１７に研磨ゴミを集約させることができる。よって、溜まった研磨ゴミの廃棄を容易に行うことができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る研磨装置１０によれば、ワーク移動機構４０は、角柱状シリコンインゴットＷＫを長手方向両側から挟持する一対のチャック４６ｃ，４７ｃと、各チャック４６ｃ，４７ｃをそれぞれ同期回転させる一対のチャック用モータ４６ｂ，４７ｂとを備えるので、角柱状シリコンインゴットＷＫの研磨部位を、ワーク研磨機構３０に対して精度良く位置決めすることができる。
【００６２】
さらに、本実施の形態に係る研磨装置１０によれば、ワーク移動機構４０は、移動側チャック４７ｃを、角柱状シリコンインゴットＷＫに向けて移動させる挟持用モータ４９ａを備えるので、角柱状シリコンインゴットＷＫを強固に保持でき、角柱状シリコンインゴットＷＫの位置ズレを確実に防止して、研磨精度（ウェハの成形精度）をより向上させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態に係る研磨装置１０によれば、ワーク移動機構４０は、レール４１に近接して設けられるネジ軸４５ｅにネジ結合するナット４５ｃと、ナット４５ｃを回転駆動してワーク移動機構４０を移動させる移動用モータ４５とを備えるので、ワーク移動機構４０を精度良く移動させることができ、研磨精度をより向上させることができる。
【００６４】
さらに、本実施の形態に係る研磨装置１０によれば、研磨ゴミ受け１７は、研磨ゴミ受け１７に溜まった研磨ゴミを外部に排出する排出口１７ａと、研磨ゴミを排出口１７ａに向けて誘導する傾斜部１７ｂとを備えるので、研磨ゴミを傾斜部１７ｂにより排出口１７ａに集約させ、排出口１７ａから纏めて外部に排出することができ、研磨ゴミを容易に廃棄処分することができる。
【００６５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、固定側チャック本体４６ａ（固定側チャック４６ｃ）を本体部４２に固定し、移動側チャック本体４７ａ（移動側チャック４７ｃ）を本体部４２に対して移動させるようにしたが、本発明はこれに限らず、逆の関係、つまり固定側チャック本体４６ａを本体部４２に対して移動させるようにし、移動側チャック本体４７ａを本体部４２に固定するようにしても良い。また、各チャック本体４６ａ，４７ａの双方を本体部４２に対して移動させるようにしても良い。
【００６６】
また、上記実施の形態においては、固定側チャック４６ｃおよび移動側チャック４７ｃの双方を、それぞれ固定側チャック用モータ４６ｂおよび移動側チャック用モータ４７ｂにより同期回転するようにしたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、固定側チャック用モータ４６ｂに代えてベアリングを設置し、移動側チャック用モータ４７ｂのみにより角柱状シリコンインゴットＷＫを回転させるようにしても良い。この場合、２つのチャック用モータを同期回転させなくて済むので、制御ロジックや配線の簡素化等を図ることができる。
【００６７】
さらに、上記実施の形態においては、チャック用駆動源，挟持用駆動源および移動用駆動源として、駆動電流を供給することで回転するモータ（電動モータ）であるものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、圧縮エアを供給することで回転する回転部材を備えたモータ（エアモータ）を用いることもできる。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、移動側チャック本体４７ｃを、挟持用モータ４９ａを備えたボールネジ機構４９により移動させるものを示したが、本発明はこれに限らず、挟持用駆動源としてエアシリンダや油圧シリンダを用い、これらの直動型駆動源によって、移動側チャック本体４７ｃを移動させることもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１０    研磨装置
１１    基台
１１ａ    研磨ゴミ排出孔
１１ｂ    研磨機構基台
１２    調節脚
１３    支柱
１４    ワーク懸垂梁
１５    サブ支柱
１６    制御ボックス
１７    研磨ゴミ受け
１７ａ    排出口
１７ｂ    傾斜部
１８    筐体
２０    ワーク供給テーブル
２１    テーブル
２２    ワーククランプ
２２ａ    第１割り出し機構
２３    スライドレール
２４    第２割り出し機構
３０    ワーク研磨機構
３１    粗研磨ユニット
３１ａ    粗砥石
３１ｂ    駆動モータ
３２    仕上げ研磨ユニット
３２ａ    仕上げ砥石
３２ｂ    駆動モータ
３３    移動テーブル
４０    ワーク移動機構
４１    レール
４２    本体部
４２ａ    フランジ部
４３    チャック部
４４    ガイド
４５    移動用モータ（移動用駆動源）
４５ａ    モータケース
４５ｂ    モータ軸
４５ｃ    ナット
４５ｄ    動力伝達部材
４５ｅ    ネジ軸
４６    固定側チャック機構
４６ａ    固定側チャック本体
４６ｂ    固定側チャック用モータ（チャック用駆動源）
４６ｃ    固定側チャック（チャック）
４７    移動側チャック機構
４７ａ    移動側チャック本体
４７ｂ    移動側チャック用モータ（チャック用駆動源）
４７ｃ    移動側チャック（チャック）
４８    スライダ機構
４８ａ    チャック用レール
４８ｂ    チャック用ガイド
４９    ボールネジ機構
４９ａ    挟持用モータ（挟持用駆動源）
４９ｂ    チャック用ネジ軸
４９ｃ    チャック用ナット
ＦＬ    床面
ＳＰ    ワーク通過間隙
ＷＫ    角柱状シリコンインゴット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005563427.tif 000007
【図７】
0005563427.tif 000008
【図８】
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